在材料老化測試中,樣品表面出現 “龜裂” 是常見的失效現象。要判斷這一問題是由紫外線過度照射還是冷凝階段濕度太高導致,需從龜裂形態、材料特性及試驗參數三個維度綜合分析。
紫外線過度照射引發的龜裂,本質是材料分子鏈的光氧化降解。紫外線作為高能電磁波,會破壞高分子材料中的化學鍵,導致分子鏈斷裂。當照射強度超過材料耐受閾值或照射時間過長時,材料表面會因分子結構破壞而失去彈性,逐漸形成細密且深淺均勻的網狀裂紋。這種龜裂多分布在樣品受光直射的區域,裂紋走向無明顯規律,且會隨照射時間延長逐漸加深。例如,聚丙烯材料在紫外線過度照射后,表面會先出現白堊化,隨后發展為密集的細碎裂紋,用顯微鏡觀察可發現裂紋僅集中在表層 50-100μm 范圍內。
冷凝階段濕度太高導致的龜裂,則與材料的濕脹應力有關。在高濕度環境中,材料會吸收水分發生體積膨脹,而當冷凝階段結束進入干燥或光照階段時,水分快速蒸發導致材料收縮。這種反復的 “膨脹 - 收縮” 循環會在材料內部形成周期性應力,若材料抗疲勞性能不足,就會出現以應力集中點為中心的放射狀裂紋。此類龜裂多分布在樣品邊緣或結構薄弱處,裂紋深度較深且可能伴隨分層現象。比如,聚氨酯涂層在高濕度循環下,容易在邊角位置出現由外向內擴散的裂紋,嚴重時會伴隨涂層起翹。
判斷龜裂原因可通過對比試驗驗證:保持冷凝濕度不變,縮短紫外線照射時間,若龜裂現象減輕,說明紫外線是主因;固定紫外線參數,降低冷凝階段濕度(如從 100% RH 降至 80% RH),若龜裂減少則指向濕度問題。此外,不同材料對兩種因素的敏感度存在差異:塑料、橡膠等高分子材料對紫外線更敏感,而陶瓷、涂料等無機材料則更易因濕度循環產生龜裂。
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